基于伪卫星的GNSS星地时间同步评估仿真研究

全球卫星导航系统(GNSS)的星地时间同步性能直接影响接收机的定位精度。对星地时间同步性能进行准确的评估,进一步完善该性能。对提高系统的位置服务精度具有重要意义。提出采用计算机仿真条件下的GNSS卫星星地时间同步评估技术进行了研究,采用伪卫星和定位误差的星地时间同步评估方法。通过仿真对不同测量误差和噪声条件下的卫星钟差和定位误差间的关系进行了分析。采用统计的方法对星地时间同步误差进行估计并给出了评估正确率,为真实条件下进行星地时间同步性能评估提供参考。     

导航卫星信号模拟器伪距生成实时仿真研究

高精度伪距数据的实时生成是导航卫星信号模拟器开发需要解决的一项关键技术.在监测接收机测试中,信号模拟器生成伪距数据时必须采用高精度而复杂的卫星轨道和伪距误差项计算模型,但是复杂的计算模型严重影响了伪距数据生成的实时性.针对问题,提出了迭代计算与插值计算相结合的伪距生成方法,并采用方法对监测接收机和普通定位接收机用户进行了伪距数据的实时生成仿真和精度分析.结果表明方法能满足伪距数据生成的实时性和精度要求.     

基于多组星历参数的后处理伪距差分算法

在后处理伪距差分中用所需时刻前后的星历参数相结合的方法计算卫星位置,计算动态站的精确位置,可能比只利用所需时刻前的星历参数计算得到更高的定位精度。从所求时刻前后的星历参数相结合求卫星位置,进行动态站的伪距差分定位,实验结果表明定位精度进一步提高。     

基于伪距的GPS/INS滤波算法设计及仿真

提出一种以伪距和伪距率作为观测量的GPS/INS组合导航算法,使其适用于嵌入式GPS/INS组合导航系统产品的开发.针对目前市面卜的AHRS(姿态航向参考系统)的输出数据特性,以及课题组开发的GPS接收机的输出数据特性,提出一种简单易行的卡尔曼滤波算法.将姿态四元数递推方程与ECEF系下的位置、速度递推方程分别进行卡尔曼滤波,然后将滤波后得到的结果按照WGS-84模型转换为地理位置和速度.Matlab仿真与嵌入式系统运行结果表明设计的组合系统结构简单,稳定性好.避免了传统GPS/INS组合导航算法,要求惯性传感器精度高,计算量大,耗费硬件资源多的问题.     

GPS静态伪距方程代数解算法的研究

为了避免使用用户接收机的初始坐标信息和求导与迭代计算带来的复杂性,研究了一种GPS静态伪距方程的代数解算方法。通过直接求解伪距方程,有效简化了计算,在保证一定精度的前提下提高了GPS静态伪距定位的数据处理解算速度。仿真结果证明了该算法的正确性及实用性。     

伪距误差对于GPS接收机定位解算的影响分析

在研究GPS接收机定位解算原理的基础上,使用HLA/RTI和STK技术对GPS接收机定位解算进行了仿真实现,通过控制产生伪距差进行定位解算,对解算结果进行了统计分析与回归分析,得出了定位解算误差与伪距误差显著线性关系的结论.     

基于GPS伪距的火箭弹扰动源最优估计方法

针对某型火箭弹纵向运动过程,根据小扰动运动理论,采用“系数冻结法”推导出了火箭弹纵向扰动运动的解析方程.根据风洞吹风实验数据,采用拟合的方法给出弹体纵向运动气动参数模型,建立了以气动系数误差扰动源和GPS误差源为状态量的系统状态方程,利用GPS伪距观测量构建了系统量测方程,应用扩展卡尔曼滤波方法对火箭弹被动段纵向平面的气动参数误差干扰源进行最优估计和仿真.仿真结果表明,改进方法加快了扰动源误差的收敛速度,并提高了估计精度.     

车联网中基于伪距双差的车辆定位技术

为满足车联网中定位精度的要求, 本文提出了一种伪距双差车辆相对定位算法,该算法通过车辆间伪距信息的车到车(Vehicle-to-vehicle,V2V)交互,抵消了公共误差及不同接收机的时钟偏移量,提高了伪距双差的车辆定位精度。通过对比分析伪距双差算法与全球定位系统（Global position system,GPS)单点定位算法的距离误差均方根,证明了伪距双差算法的定位精度。仿真结果表明采用伪距双差算法(Double differencing relative,DDR) 的相对定位技术在公共可见卫星 数大于4时,其相对定位性能优于GPS单点定位方法。     

一种光学卫星无控定位误差智能建模方法

光学卫星的无控定位精度是决定影像应用效果的重要因素;研究表明,影响光学卫星无控定位精度的主要因素包括姿态测量随机误差、时间同步误差、结构变形等引起的姿态低频误差等,影响因素多,难解耦,传统通过控制点评估来建立无控定位误差模型的方法难以客观全面地揭示误差规律;为了更准确地建立无控定位误差变化规律模型,该文将卷积神经网络引入无控定位精度建模,以卫星成像参数和业务系统全自动几何质检结果作为学习样本,利用网络训练无控定位精度与成像参数的关系,更全面揭示无控定位误差规律,并通过预测定位误差来提升无控定位精度;试验中选取了10 019景珞珈一号01星数据,采用7 514景影像作为无控定位误差变化规律的训练样本集,剩余的数据开展无控定位误差预测补偿精度验证;结果表明,模型预测精度小于1个像素,验证了该文方案的有效性和可行性。     

具有亚纳米级精度的自校正离焦定位系统的设计

提高时间分辨率和空间分辨率,是单微粒跟踪技术的主要发展方向。基于离焦定位技术的自校正离焦定位系统有效地提高了单微粒跟踪过程中获取信息的实时性和精确性,使对蛋白质、囊泡等作全细胞范围的三维亚纳米级实时跟踪成为可能。     

认知定位系统的自适应精度研究

为了能够实现定位精度的自适应,本文分析了认知无线电定位系统(cognitive positioning systems,CPS)的原理。该系统利用频谱及环境感知等模块中的传感器单元来获取所需的定位参数,并将其与到达时间(time of arrival,TOA)定位估计算法相结合,以克拉美罗下界(Cramer-Rao lower bound,CRLB)为准则分析最大似然(maximum likelihood,ML)定位精度自适应算法。本文还对单径和多径环境条件下定位精度自适应性能进行了比较。仿真结果表明,该算法能够实现定位精度的自适应,并能通过改善系统可用的频带带宽、分散频谱的数目、信号的调制方式等因素来提高定位精度。     

基于卫星定位和惯导融合的模拟测绘系统设计

设计了一种基于北斗/GPS卫星定位和惯导融合的模拟测绘系统,用以对现有测绘方式进行补充。系统以履带车为信息采集移动平台,以STM32F103单片机为信息采集控制中心,用树莓派对测绘现场进行实时视频采集,以九轴MPU融合北斗/GPS双精度定位算法实现对采集点的精确定位,通过树莓派自带的WiFi和4G路由器实现数据上传服务器,通过地面站对履带车进行实时远程手动控制和自主路径规划。测试表明系统通过北斗/GPS卫星定位和惯导融合能满足一定的测绘需要,能对所测地面地形建立数字高程模型(digital elevation model)。     

GNSS-R定位数据处理软件的设计与实现

随着GNSS-R技术的迅速发展和应用领域的增多,对GNSS-R的多卫星系统的研究显得尤为重要,目前GPS单系统得到了很好的应用,但是GPS单系统不能满足GNSS-R的应用领域,在此发展的趋势下本设计对GPS/BD双系统进行了探索.GNSS-R反演的应用需要导航定位信息提供探测区域接收平台和卫星的详细信息.主要设计完成了GPS/BD双系统定位数据处理软件,包括GPS/BD双系统定位信息的快速接收和数据的正确提取及显示;利用串口通信实现信息的接收及控制命令的发送;可见星星座图显示、状态监控窗口显示和卫星跟踪信息显示等功能;并根据定位数据进行镜面反射点的计算.经过实际工程项目的测试,本软件具有较好的实时性和实用性.     

卫星导航定位误差仿真分析

卫星导航定位系统被广泛应用于军事、工业和民用等各领域。计算机仿真方法是研究导航系统性能的一种重要手段。文章从卫星导航测量原理出发,介绍了使用最小二乘估计方法来进行单点定位的卫星导航的仿真定位方法。完成了汽车、飞机、轮船三种载体的运动轨迹的建模,并针对载体的位移、速度的定位误差进行仿真分析。为探索位移误差变化规律,并验证定位误差仿真模型有效性,对卫星屏蔽角、电离层误差、对流层误差多径效应等因素变化进行仿真。并对汽车、飞机和轮船三种载体在运动状态下,可观测到的卫星数量、电离层和对流层延迟以及多径效应引起的误差对卫星导航精度存在影响,进行了仿真对比。结果表明,可观测到的卫星数量、电离层和对流层延迟以及多径效应对卫星导航精度影响较大,载体运动对卫星导航精度影响较小。     

基于北斗卫星通信定位的战斗机队形指挥控制系统设计

目前设计的战斗机队形指挥控制系统数据匹配度低,指挥性能较差;为了解决上述问题,基于北斗卫星通信定位设计了一种新的战斗机队形指挥控制系统,对系统的硬件和软件进行优化设计;硬件主要由定位器、指挥器、信号接收器和监控器组成,选用HD-38型号的定位器,提高定位精度,采用HD-72X型号的指挥器,增强系统的整体指挥模式,同时在信号接收器上设置单频、双频、三频3个模式,利用UPS续航电源对系统进行供电,从而提高系统的储电能力;通过控制战斗机的队形变换、队形保持以及队形控制来完成战斗机队形指挥控制;实验结果表明,基于北斗卫星通信定位的战斗机队形指挥控制系统能够有效提高系统的数据匹配度,提升战斗机队形指挥控制效率,增强指挥性能.     

提高GPS定位精度的数据处理技术

尽管全球定位系统（GPS）已经是目前精度最高的无线电导航系统,但仍有许多用户不满足于GPS定位的原始精度,希望获得更高的性能。基于GPS输出信息的数据处理就是一种广泛采用的技术。GPS数据基本的处理方法有两种：基于GPS接收机输出数据的滤波、平滑处理;基于两个或多个GPS接收机的差分校正处理（DGPS）。差分GPS只能消除选择可用性和电离层时延等公共误差,对多径干扰仍无能为力。多径已成为近距差分的主要误差源。为了抗多径,本文还综述了两种先进的GPS数据处理方法：空间－时间处理抗多径方法和数据诊断与剔除抗多径方法。     

高精度长光栅动态光刻机定位误差校正

本文介绍了一种采用微机对高精度长光栅动态光刻机定位误差进行实时校正的方法,提出了空间域脉冲增减法误差校正原理,设计了误差校正电路和校正软件。该方法可从空间域同时校正定位信号误差和温度误差,校正精度较高。实验结果表明该方法是可行的,该方法的提出为研制高精度长光栅提供了一条新的途径。     

GPS广播星历误差及其对导航定位精度的影响

利用国际GPS地球动力学服务(International GPS service (IGS)for geodynamics)提供的广播星历和精密星历数据，全面分析GPS卫星轨道及其钟差修正量误差的变化规律。前者具有6h的短周期正弦波动和1个GPS周的长周期线性递增特性；后者以12h为周期作正弦波动变化，这对用户导航定位精度将产生周期性影响。若使用IGS预报星历代替广播星历数据进行导航定位计算，可以使定位精度提高5m。